KR102522939B1 - 패킹된-스크린 타입 자기열량 요소 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기열량 재료의 섬유에 의해 형성되는 자기열량 격자 요소에 관한 것이며, 상기 섬유는 각각의 평행한 격자 평면에 배열되고, 각각의 섬유는 자기열량 재료의 각 질량을 가지며, 특정 격자 평면의 섬유는 상호 접촉하지 않지만 특정 격자 평면의 각각의 섬유는 다음 인접한 격자 평면 내의 적어도 두 개의 섬유에 부착되고, 자기열량 격자 요소는 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향을 나타낸다. 종방향 섬유 연장의 그 주 질량-가중 방향이 외부 자기장과 정렬되어 배치될 때, 자기열량 격자 요소는 자기열량 재료의 유리한, 특히 높은 자화를 달성하며, 따라서 자기열량 냉각 장치의 성능을 향상시킨다.

Description

패킹된-스크린 타입 자기열량 요소
본 발명은 자기열량(magnetocaloric) 격자 요소, 자기열량 재생기, 자기열량 히트 펌프, 냉각 장치, 자기열량 발전기, 및 자기열량 히트 펌프 작동 방법에 관한 것이다.
자기열량 재료는 외부 자기장의 인가 및 제거 시에 그 온도가 변화한다. 이 거동은 자기 냉각 시스템의 개발을 위한 근거이다. 또한, 자기열량 효과는 전력 발생을 위해 사용될 수 있다.
자기열량 효과는 적절한 자기열량 재료에 대한 외부 자기장의 인가 하에 그리고 그 퀴리 온도 부근의 주위 온도 하에서 발생한다. 인가된 외부 자기장은 자기열량 재료의 랜덤하게 정렬된 자기 모멘트가 무질서한 상자성 상(phase)으로부터 질서잡힌 강자성 상으로 정렬되게 하고 따라서 자기 상전이를 초래하며, 이것은 주위 온도 이상의 재료의 퀴리 온도의 유도 증가로 기술될 수도 있다. 이 자기 상전이는 자기 엔트로피의 손실(ΔS mag )을 의미하며, 단열 과정(주위 온도로부터의 열적 격리)에서는 단열 조건 하에서 엔트로피를 보존하기 위해 포논 생성에 의한 자기열량 재료의 결정 격자의 엔트로피 기여의 증가를 초래한다. 따라서, 외부 자기장이 인가되는 결과로, 자기열량 재료의 온도 상승(Δt)이 발생한다.
기술적 냉각 용도에서, 이 추가 열은 열전달 매체 형태의 주위 히트 싱크로의 열전달에 의해 재료로부터 제거된다. 물은 자기열량 재료로부터의 열 제거를 위해 사용되는 열전달 매체의 일 예이다.
이후 외부 자기장을 제거하는 것은 퀴리 온도가 주위 온도 이하로 감소되는 것으로 설명될 수 있으며, 따라서 자기 모멘트가 랜덤 배열로 되돌아갈 수 있게 한다. 외부 자기장은 단열 조건 하에서, 즉 주위 온도로부터의 열적 격리 하에서 제거되며, 이는 시스템 내의 전체 엔트로피가 변하지 않고 유지된다는 것을 의미한다. 자기 엔트로피가 외부 자기장 없이 그 시작 레벨로 증가하기 때문에, 자기열량 재료 자체의 결정 격자의 엔트로피 기여도가 감소되고, 따라서 단열 공정 조건 하에서 자기열량 재료가 주위 온도 이하로 냉각되는 결과가 초래된다. 따라서, 자기열량 재료의 온도는 주위 온도 이하로 떨어진다.
자화 및 탈자화(demagnetization)를 포함하는 기술된 공정 사이클은 통상적으로 장치 응용에서 주기적으로 수행된다.
자기열량 효과는 또한 전력 변환을 위해서, 특히 기술된 공정 사이클 중에 발생되는 열을 전기로 변환하기 위해 사용될 수 있다.
T. Lei 등은 자기열량 냉장고 내의 메쉬형 자기열량 요소에 대한 냉각 파워 및 압력 강하를 연구했다["능동 자기열량 냉동을 위한 패킹된 스크린 재생기의 모델링 및 비교 연구(Modelling and comparison studies of packed screen regenerators for active magnetocaloric refrigeration)", 자기 냉동에 대한 제6회 IIF-IIR 국제 회의, 07.09.2014-10.09.2014]. 그 결과, Lei 등은 인치당 75 내지 100개 와이어의 대략적인 메쉬 개수를 갖는 패킹된-스크린 재생기가 충분한 열전달 및 적절한 압력 강하를 제공하고 따라서 최상의 성능을 제공한다고 언급했다. 패킹된 구형 재생기와 비교하여, Lei 등은 패킹된-스크린 재생기가 더 큰 냉각 파워뿐 아니라 더 낮은 압력 강하를 달성할 수 있음을 알아냈다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점이 해소된 자기열량 격자 요소, 자기열량 재생기, 자기열량 히트 펌프, 냉각 장치, 자기열량 발전기, 및 자기열량 히트 펌프 작동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상이한 양태를 포함한다. 제 1 양태에서, 본 발명은 본 명세서에서 자기열량 격자 요소로 지칭되는 패킹된-스크린 타입의 메쉬형 자기열량 요소를 제공한다. 제 2 양태는 자기열량 재생기에 의해 형성되고; 제 3 양태에서 본 발명은 자기열량 히트 펌프를 제공한다. 냉각 장치가 본 발명의 제 4 양태이다. 자기열량 발전기가 본 발명의 제 5 양태를 형성한다.
따라서 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 자기열량 격자 요소가 제공된다. 자기열량 격자 요소는 자기열량 재료의 섬유에 의해 형성되며,
- 섬유는 상호 평행한 격자 평면에 배열되고, 각각의 섬유는 각각의 질량의 자기열량 재료를 가지며,
- 임의의 특정 격자 평면의 섬유는 상호 접촉하지 않지만 상기 특정 격자 평면의 섬유는 다음 인접한 격자 평면의 적어도 두 개의 각각의 다른 섬유와 접촉하고,
- 자기열량 격자 요소는 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향을 나타낸다.
본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 요소는 평면 내에 배열되는 자기열량 재료의 섬유를 함유한다. 특정 평면의 섬유는 상호 접촉하지 않는다. 그러나, 상기 섬유는 다음 인접한 평면의 적어도 두 개의 섬유와 기계적으로 접촉한다. 이 형태의 적어도 대략 규칙적인 구조는 본 명세서에서 패킹된 섬유의 자기열량 격자 구조로 지칭되고, 섬유의 상이한 평면은 격자 평면으로 지칭된다. 따라서 제 1 양태의 자기열량 요소는 자기열량 격자 요소로도 지칭된다. 이와 같이, 자기열량 격자 요소는 구조 안정성이 높은 자기열량 요소를 형성한다. 자기열량 요소는 패킹된-스크린 타입의 자기열량 요소로 기술될 수도 있다.
특정 격자 평면의 섬유가 상호 접촉하지 않기 때문에, 각각의 격자 평면에 내부 개구가 형성되며, 이는 자기열량 격자 요소를 포함하는 적용 장치의 작동 시에 섬유와 유체 사이의 열-전달을 위한 개구를 통한 유체의 유동을 가능하게 한다. 자기열량 격자 요소의 실시예는 낮은 유체 저항을 갖는 냉각 용도에서 효과적인 열전달을 달성한다. 다시 말해서, 자기열량 격자 요소 구조의 이러한 실시예는 예를 들어 패킹된 구(sphere)로 이루어진 다공성 자기열량 요소와 비교하여 낮은 유체 압력 손실을 달성한다.
본 발명의 제 1 양태의 자기열량 격자 요소는 추가로 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 특징으로 한다. 후술하듯이, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 자기열량 격자 요소의 자화에 가장 적합한 방향을 형성한다. 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 대한 자기열량 격자 요소 및 외부 자기장의 적절한 상대 정렬은 따라서 자기열량 격자 요소의 특히 높은 자화로 이어진다.
본 발명의 자기열량 격자 요소는 그 자화 특성이 외부 자기장의 방향을 따라서 배향되지 않는 그 자기열량 섬유의 임의의 섹션의 탈자화 효과의 관점에서 발생한다는 인식에 기초한다. 탈자화 효과는 모든 섬유가 극히 얇고 외부 자기장의 필드 방향으로 배열되는 경우에 동일한 체적의 자기열량 재료에서 발생될 수 있는 최대 자화의 감소이다. 따라서, 탈자화 효과는 자기열량 재료의 섬유의 특정 기하학적 형상 및 배열에 의해 초래되는 자화의 감소이다. 외부 자기장의 방향과 섬유의 특정 배향 사이의 정확한 정렬에서 시작하여, 탈자화 효과는 외부 자기장의 방향과 섬유의 배향 사이의 각도가 증가할수록 증가한다. 자화 방향, 즉 외부 자기장의 방향에 수직하게 배향되는 섬유 또는 종방향 섬유 섹션이 최대(질량-가중) 탈자화 효과를 갖는다.
따라서, 종방향 섬유 연장의 그 주 질량-가중 방향이 적용 장치에 제공될 외부 자기장과 정렬되어 배치될 때, 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소는 자기열량 재료의 유리한, 특히 높은 자화를 달성하며, 그 결과 자기열량 히트 펌프, 냉각 장치 또는 발전기와 같은 적용 장치의 성능을 향상시킨다.
이하에서는, 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 실시예가 설명될 것이다.
섬유 형상은 일반적으로 임의의 측방향 섬유 연장보다 큰 종방향 섬유 연장을 갖는 것으로 기술될 수 있으며, 후자는 종방향 섬유 연장에 수직인 방향으로의 연장을 의미한다. 섬유 형상의 통상적인 예는 원통형 형상이며, 이것은 종방향 섬유 연장에 수직인 평면에서 원형, 타원형, 계란형 또는 장방형 단면 형상을 갖는 다양한 변형 섬유를 포함한다. 그러나, 섬유가 반드시 원통형 형상을 갖지는 않는다. 예를 들어, 섬유의 측방향 섬유 연장은 섬유의 종방향 섬유 연장을 따라서 변경될 수 있다.
자기열량 격자 요소의 일 실시예에서, 그 종방향 섬유 연장에 수직인 방향, 즉 측방향으로의 섬유 연장은 50 ㎛ 내지 800 ㎛이다. 일부 장방형 또는 타원형 단면 섬유 형상에서, 측방향 연장은 상이한 측방향으로 변경된다. 이러한 실시예에서, 상기 값은 바람직한 최대 측방향 연장을 지칭한다.
일 변형예에서, 자기열량 격자 요소의 모든 섬유는 본질적으로 그 종방향 섬유 연장에 수직인 동일한 측방향 연장을 갖는다. 측방향 섬유 연장은 다른 변형에서 상이한 섬유에 대해 상이하다.
패킹된-스크린, 메쉬 또는 격자 형상을 달성하기 위해, 자기열량 격자 요소는 전체적으로 적어도 두 개의 방향으로 연장되는 섬유를 갖는다. 일부 실시예에서, 종방향 섬유 연장의 방향은 특정 섬유의 상이한 섹션에서 상이하다. 예는 이하에서 추가로 논의될 것이다.
통상적으로, 섬유는 단일 자기열량 재료로 제조된다. 그러나, 일부 실시예에서, 섬유는 그 재료 조성에 있어서 균질하지 않다. 다른 섬유 섹션은 더 많거나 적은 자기열량 재료 또는 다른 자기열량 재료를 함유한다.
자기열량 격자 요소는 임의의 적절한 개수의 섬유를 함유할 수 있다. 자기열량 격자 요소를 형성하는데 필요한 섬유의 최소 개수는 네 개의 섬유이다.
자기열량 격자 요소의 격자 평면은 일부 실시예에서 평탄하다. 그러나, 격자 평면이라는 용어는 엄격한 평면적 연장을 의미하는 결정학적 의미에 국한되지 않는다. 자기열량 격자 요소의 격자 평면은 다른 실시예에서 곡면 형태를 갖는다.
종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 갖는 자기열량 격자 요소를 달성하는 다양한 방법이 있다. 언급했듯이, 본 발명의 자기열량 격자 요소에는 이러한 방향이 하나만 존재한다. 자기열량 격자 요소의 바람직한 실시예에서, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향의 달성은 다음과 같이 설명될 수 있다: 각각의 섬유가 복수의 종방향 섬유 세그먼트로 분할되며 각각의 종방향 섬유 세그먼트는 세그먼트 질량을 갖고 각각의 종방향 세그먼트 방향을 따라서 종방향 세그먼트 연장을 가지면, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 종방향 섬유 연장의 이 주 방향에 대한 모든 섬유 세그먼트의 각각의 종방향 세그먼트 연장의 모든 스칼라 투영의 가중 합계가 종방향 섬유 연장의 임의의 다른 방향에 대한 모든 섬유 세그먼트의 각각의 종방향 세그먼트 연장의 모든 스칼라 투영의 대응 가중 합계보다 크다는 요건에 의해 한정되며, 각각의 섬유 세그먼트는 그 각각의 세그먼트 질량에 비례하여 가중 합계로 가중된다.
이 실시예에서, 스칼라 투영은 각각의 종방향 세그먼트 방향을 따라서 종방향 세그먼트 연장을 갖는 종방향 세그먼트(n)가 길이가 1인 벡터(
Figure 112018005691677-pct00001
)로 간주될 수 있고 종방향 섬유 연장(
Figure 112018005691677-pct00002
)의 주 질량-가중 방향 상의 대응 스칼라 투영은
Figure 112018005691677-pct00003
로 기술될 수 있음을 의미하며, 여기에서 θ n 은 각각의 종방향 세그먼트 방향과 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향 사이의 각도이다. 그러므로, 이 바람직한 실시예에서, 종방향 섬유 연장(
Figure 112018005691677-pct00004
)의 주 질량-가중 방향은 하기 관계를 충족하며:
Figure 112018005691677-pct00005
여기에서
Figure 112018005691677-pct00006
는 3차원 벡터이고 m n 은 종방향 세그먼트(n)의 세그먼트 질량이다. 따라서, 식(1)은 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향이 종방향 섬유 연장의 이 주 방향에 대한 각각의 종방향 세그먼트 연장의 모든 스칼라 투영의 가중 합계가 최대를 나타내는 정확히 그 방향 또는 길이가 1인 그 벡터라는 사실을 한정한다.
종방향 섬유 세그먼트가 유한한 크기를 나타내기 때문에, 식(1)에서의 합계는 유한한 개수의 가수(summand)를 갖는다. 보다 일반적으로 말해서, 섬유가 예를 들어 코사인 형상을 따르는 종방향 연장을 갖는 특정 실시예에서는 정수를 사용하는 수학적 공식이 사용될 수 있다.
자기열량 격자 요소의 추가적인 바람직한 실시예에서, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 하기와 같이 달성된다: 모든 섬유가 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속하며 제 1 섬유 세트의 섬유는 모두 섬유 연장의 공통 제 1 종방향을 따라서 연장되고 제 2 섬유 세트의 섬유는 모두 제 1 종방향과 다른 섬유 연장의 공통 제 2 종방향을 따라서 연장된다. 그러므로, 이 추가적인 바람직한 실시예의 이 변형예에서 자기열량 격자 요소의 섬유는 두 방향으로 연장되며, 따라서 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 식(1)에 따라서 결정하기 위한 단 두 개의 상이한 종방향 세그먼트 방향이 존재한다. 평행한 섬유는 생산하는데 있어서 노력을 덜 요구하며 높은 구조 안정성을 제공한다. 이 실시예의 추가 변형예에서, 각각의 격자 평면은 섬유 연장의 공통의 각각의 종방향을 따라서 모두 연장되는 각 섬유 세트의 섬유를 제공한다. 이 추가 변형예의 예에서, 인접하는 평면들은 제 1 및 제 2 섬유 세트의 섬유 사이에서 번갈아 나타난다. 이는 기본적으로 자기열량 격자 요소의 기본적으로 규칙적인 구조로 이어질 수 있으며 높은 구조 안정성을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 이러한 실시예의 그룹에서, 제 1 종방향과 제 2 종방향 사이의 격자 각도는 5° 내지 85°의 예각(원호 각도)이다. 보다 작은 격자 각도, 즉 5°미만의 격자 각도는 자기열량 격자 요소를 통해서 유동하는 열전달 매체의 높은 압력 손실을 초래할 것이다. 훨씬 더 큰 격자 각도, 즉 90°에 근접하는 격자 각도는 제 1 및 제 2 종방향에 대해 형상 및 개수가 실질적으로 동일한 섬유의 경우에 자기열량 격자 요소의 이미 설명한 탈자화 효과를 증가시킨다. 예각은 20° 내지 70°, 보다 바람직하게 40° 내지 60°의 범위에 있다.
이 실시예의 변형예에서, 섬유는 동일한 크기를 갖고 동일한 자기열량 재료로 제조되며 모두가 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속한다. 따라서, 이 변형예에서의 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 기본적으로 제 1 섬유 세트의 제 1 방향 및 제 2 섬유 세트의 제 2 방향에 대한 예리한 격자 각도의 이등분을 따른다.
자기열량 격자 요소의 추가 실시예에서, 제 1 섬유 세트는 제 2 섬유 세트보다 작은 질량의 자기열량 재료를 갖는다. 상이한 질량은 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향이 제 2 섬유 세트의 섬유 연장의 종방향에 의해 제 1 섬유 세트의 그것보다 강하게 영향받게 만든다. 이러한 상이한 질량의 자기열량 재료의 사용은 히트 펌프, 냉각 장치 또는 발전기 내에서 자기열량 격자 요소를 사용하는 경우에 자기열량 격자 요소를 통해서 흐르는 열전달 유체의 압력 손실을 감소시키기 위해 유리할 수 있다.
이 실시예의 변형예에서, 제 1 섬유 세트의 총 섬유 개수는 제 2 섬유 세트의 총 섬유 개수보다 적다. 이 변형예의 예에서, 각각의 섬유는 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속하며, 제 1 섬유 세트와 제 2 섬유 세트는 상호 수직하게 배향된다. 따라서, 이 예에서 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 제 2 섬유 세트의 섬유 연장의 종방향을 따라서 배향된다. 추가 변형예에서, 제 1 섬유 세트는 각각의 섬유 세그먼트의 종방향 연장에 평행한 표면 벡터를 갖는 횡단 표면적을 고려할 때 제 2 섬유 세트보다 적어도 두 배 더 작다. 이 변형예의 예에서, 모든 섬유는 제 1 및 제 2 섬유 세트에 속하며, 제 1 섬유 세트와 제 2 섬유 세트는 상호 수직하게 배향된다. 따라서, 이 예에서 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 제 2 섬유 세트의 섬유 연장의 종방향을 따라서 배향된다.
자기열량 격자 요소는 예를 들어, 자기열량 격자 요소의 섬유가 다층으로 제조될 수 있도록 이동 노즐을 사용하여, 자기열량 재료를 포함하는 고도로 로딩된 페이스트를 압출함으로써 형성된다. 자기열량 재료를 포함하는 페이스트는 물, 결합제 및 첨가제와 같은 용제를 추가로 포함할 수 있다. 일부 변형예에서는, 페이스트 내의 기포를 피하기 위해 소포제가 또한 첨가된다. 제조의 다른 변형예에서, 자기열량 격자 요소는 3차원-인쇄 공정에 의해 형성된다.
자기열량 격자 요소의 일 실시예에서, 모든 섬유는 동일한 자기열량 재료로 구성된다. 추가 실시예에서, 자기열량 격자 요소는 적어도 두 개의 상이한 자기열량 재료로 구성된다. 이 실시예의 변형예에서, 각각의 후속 평면 내의 자기열량 재료는 각각의 자기열량 재료의 일련의 감소하는 퀴리-온도를 나타낸다. 후속 평면 내의 이러한 일련의 감소하는 퀴리 온도는 자기열량 격자 요소를 포함하는 냉각 장치가 냉각 장치의 주위 온도보다 훨씬 낮게 에너지 효율적으로 냉각될 수 있게 할 수 있다.
제 2 양태에 따르면, 본 발명은 이하를 포함하는 자기열량 재생기에 관한 것이다:
- 재생기 하우징,
- 상기 재생기 하우징 내의 본 발명의 제 1 양태의 적어도 하나의 실시예에 따른 자기열량 격자 요소, 및
- 상기 자기열량 격자 요소를 통한 유체의 유동을 안내하도록 구성된 유체 채널 시스템.
본 발명의 제 2 양태에 따른 자기열량 재생기는 본 발명의 제 1 양태의 자기열량 격자 요소의 장점을 공유한다.
상기 자기열량 재생기는 예를 들어 자기열량 냉각 장치, 히트 펌프 또는 발전기와 같은 적용에서, 재생기의 작동 시에 자기열량 격자 요소를 통한 열전달 유체의 유동을 소정 공정 사이클에 따라서 달성하는 유체 채널 시스템을 추가로 제공한다.
제 3 양태에 따르면, 본 발명은 자기 히트 펌프로서,
- 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소, 또는 그 실시예 중 하나, 또는 본 발명의 제 2 양태에 따른 자기열량 재생기, 또는 그 실시예 중 하나를 포함하고,
- 상기 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자석 조립체를 추가로 포함하는
자기 히트 펌프에 관한 것이며,
- 상기 자기열량 격자 요소 및 상기 자석 조립체는, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성된다.
본 발명의 제 3 양태에 따른 자기열량 히트 펌프는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소와 관련하여 설명된 장점을 공유한다.
자기열량 히트 펌프는 추가로 자기열량 히트 펌프 내의 발생된 외부 자기장의 방향에 평행하게 정렬되는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향의 유리한 배향으로 자기열량 격자 요소와 자석 조립체의 상호 배열을 달성한다.
일 실시예에서 히트 펌프는 상이한 작동 정렬 위치에 있는 자기열량 격자 요소의 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 대해 복수의 가능한 필드 방향 중 상이한 필드 방향을 달성하는 상이한 상대 정렬 위치를 가능하게 하도록 구성된다. 자기열량 효과와 그 소정 기술적 영향의 최적은 평행한 정렬로 달성된다. 그러나, 자기열량 격자 요소에 인가되는 외부 자기장의 필드 성분 만이 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향을 나타내면 감소된 효과가 또한 달성될 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따른 자기열량 히트 펌프의 일 실시예에서, 자기열량 히트 펌프는 자기열량 격자 요소를 추가로 포함하고,
- 모든 섬유는 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속하며 제 1 섬유 세트의 섬유는 모두 섬유 연장의 공통 제 1 종방향을 따라서 연장되고 제 2 섬유 세트의 섬유는 모두 제 1 종방향과 다른 섬유 연장의 공통 제 2 종방향을 따라서 연장되며,
- 제 1 종방향과 제 2 종방향 사이의 격자 각도는 5° 내지 85°, 바람직하게 20° 내지 70°, 바람직하게 40° 내지 60°의 예각이고,
- 모든 섬유는 각각 동일한 질량의 자기열량 재료를 가지며,
- 자기열량 격자 요소와 자석 조립체는 제 1 종방향과 제 2 종방향 사이의 예리한 격자 각도의 이등분선을 따라서 배향되는 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성된다.
이 실시예에서, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 제 1 종방향과 제 2 종방향 사이의 예리한 격자 각도의 이등분선을 따라서 배향된다.
자기열량 히트 펌프의 추가 실시예에서, 자기열량 히트 펌프는 자기열량 격자 요소를 포함하고,
- 모든 섬유는 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속하며 제 1 섬유 세트의 섬유는 모두 섬유 연장의 공통 제 1 종방향을 따라서 연장되고 제 2 섬유 세트의 섬유는 모두 제 1 종방향과 다른 섬유 연장의 공통 제 2 종방향을 따라서 연장되며,
- 제 1 섬유 세트는 제 2 섬유 세트보다 작은 질량의 자기열량 재료를 구비하고,
- 제 1 종방향은 제 2 종방향에 수직하며, 자기열량 격자 요소와 자석 조립체는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 형성하는 제 2 종방향을 따라서 배향되는 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성된다.
자기열량 히트 펌프의 일 실시예에서, 자기열량 히트 펌프는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 자석 조립체와 자기열량 격자 요소의 상호 배열을 제어하도록 배열 및 구성되는 제어 유닛을 추가로 포함한다. 이 실시예에서, 제어 유닛은 자기열량 격자 요소 및 자석 조립체의 서로에 대한 유리한 배향을 자동 및/또는 수동으로 제공한다. 이 실시예의 변형예에서, 제어 유닛은 자기열량 격자 요소 및 자석 조립체의 방향을 프로세서 장치에 저장된 기준값과 비교하도록 구성되는 프로세서 장치를 포함한다. 추가 변형예에서, 제어 유닛은 자기열량 격자 요소 및 자석 조립체의 배향의 어떤 변화가 수동으로 실행되어야 하는지를 사용자에게 보여주도록 구성되는 시각 인디케이터를 포함한다. 다른 추가 변형예에서, 제어 유닛은 자석 조립체의 주기 운동에 따라서 자기열량 격자 요소의 주기 운동을 자동으로 실행한다.
제 4 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 제 1 양태의 실시예 중 적어도 하나에 따른 자기열량 격자 요소를 포함하는 냉각 장치에 관한 것이다.
본 발명의 제 4 양태에 따른 냉각 장치는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소와 관련하여 기술된 장점을 공유한다.
냉각 장치의 일 실시예에서, 냉각 장치는 본 발명의 제 2 양태의 실시예 중 적어도 하나에 따른 자기열량 재생기를 포함한다.
냉각 장치의 추가 실시예에서, 냉각 장치는 본 발명의 제 3 양태의 실시예 중 적어도 하나에 따른 자기열량 히트 펌프를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 냉각 장치는 자기열량 격자 요소의 자화 및 탈자화를 포함하는 프로세스 사이클을 수행한다. 이 실시예의 변형예에서, 냉각 장치는 자기열량 냉각의 제 1 상 및 제 2 상을 나타내는 전술한 프로세스 사이클을 수행한다.
제 5 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 제 1 양태의 실시예 중 적어도 하나에 따른 자기열량 격자 요소를 포함하는 자기열량 발전기에 관한 것이다.
본 발명의 제 5 양태에 따른 자기열량 발전기의 일 실시예에서, 자기열량 발전기는 자기열량 격자 요소를 가열 및 냉각시켜 그 자기장을 주기적으로 변화시키도록 배열 및 구성되는 가열 저장조 및 냉각 저장조와, 자기열량 격자 요소의 자기장의 변화에 의해 유도되는 전류를 제공하기 위해 자기열량 격자 요소에 배치되는 코일을 포함한다.
제 6 양태에 따르면, 본 발명은 자기열량 히트 펌프를 작동시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은
- 본 발명의 제 1 양태의 실시예 중 적어도 하나에 따른 자기열량 격자 요소를 제공하는 단계;
- 상기 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자석 조립체를 제공하는 단계;
- 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 자기열량 격자 요소와 자석 조립체를 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 5 양태에 따른 방법은 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소와 관련하여 기술된 장점을 공유한다.
청구항 제 1 항에서도 한정되는 본 발명의 제 1 양태의 자기열량 격자 요소, 청구항 제 9 항에서도 한정되는 제 2 양태의 자기열량 재생기, 청구항 제 10 항에서도 한정되는 제 3 양태의 자기열량 히트 펌프, 청구항 제 13 항에서도 한정되는 제 4 양태의 냉각 장치, 청구항 제 14 항에서도 한정되는 제 5 양태의 자기열량 발전기, 및 청구항 제 15 항에서도 한정되는 자기열량 격자 요소 작동 방법은 유사하거나 동일한 실시예를 갖는 것을 알 것이다.
이하에서는 추가 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 일 실시예의 도시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 다른 실시예의 도시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 다른 실시예의 도시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 추가 실시예의 도시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 단일 섬유의 일 실시예의 도시도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 추가 실시예의 도시도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 양태에 따른 자기열량 재생기의 일 실시예의 도시도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 양태에 따른 자기열량 히트 펌프의 일 실시예의 도시도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 양태에 따른 냉각 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제 5 양태에 따른 자기열량 발전기의 일 실시예의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제 6 양태에 따른 자기열량 히트 펌프 작동 방법의 일 실시예의 도시도이다.
도 1은 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소(100)의 일 실시예를 도시한다. 도시하듯이, 자기열량 격자 요소(100)는 자기열량 재료의 섬유(105', 105")에 의해 형성되고, 섬유(105', 105")는 두 개의 각각 평행하고 평탄한 격자 평면(134, 138) 내에 배치되며, 각각의 섬유(105', 105")는 두 개의 종방향(114, 118)의 각각과 자기열량 재료의 각 질량을 갖는다. 자기열량 격자 요소(100)의 도시된 섬유(105', 105")는 그 종방향 섬유 연장에 수직인 방향으로 50 ㎛ 내지 800 ㎛의 연장(직경)을 나타낸다. 모든 섬유는 제 1 또는 제 2 섬유 세트(105', 105")에 속하며, 제 1 섬유 세트(105')의 섬유 모두는 섬유 연장의 공통 제 1 종방향(114)을 따라서 연장되고 제 2 섬유 세트(105")의 섬유 모두는 제 1 종방향(114)과 다른 섬유 연장의 공통 제 2 종방향(118)을 따라서 연장된다.
또한, 한편으로 섬유 세트(105')와 다른 한편으로 섬유 세트(105")는 그 각각의 격자 평면(134, 138)에서 상호 평행하기 때문에, 이들 섬유 세트는 상호 접촉하지 않지만, 특정 격자 평면(134)의 각각의 섬유(105')는 다른 격자 평면(138) 내의 섬유(105")에 부착되고 반대의 경우도 마찬가지이다. 특정 섬유의 부착점은 특정 섬유와 그 다음 인접한 격자 평면 중 하나의 다른 섬유와의 교차점이다. 최외곽 격자 평면 내의 섬유(자기열량 격자 요소의 상부 및 하부)를 제외하고 각각의 격자 평면은 두 개의 다음 인접한 격자 평면을 가지며, 특정 격자 평면의 각 섬유가 양자의 다음 인접한 격자 평면 내의 다른 섬유에 대해 접촉하는 지점이 있다. 접촉점은 섬유들의 서로에 대한 부착을 제공하며 따라서 패킹된-스크린 구조물의 기계적 안정성을 전체적으로 달성한다. 제 1 종방향(114)과 제 2 종방향(118) 사이의 격자 각도(110)는 40° 내지 60°의 예각이다. 자기열량 격자 요소(100)의 결과적인 마름모꼴 구조는 예리한 격자 각도(110)의 이등분선을 따라서 배향되는, 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향(140)을 나타낸다.
마름모꼴 구조는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(140)을 직관적으로 나타내지만, 주 질량-가중 방향(140)의 배향을 이해하기 위한 정량적 방법이 이하에서 도 5와 관련하여 추가로 제공될 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소(200)의 실시예를 도시한다.
모든 섬유(205', 205")는 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속하며, 제 1 섬유 세트(205')의 섬유는 모두 섬유 연장의 공통 제 1 종방향(214)을 따라서 연장되고 제 2 섬유 세트(205")의 섬유는 모두 제 1 종방향(214)에 수직인 섬유 연장의 공통 제 2 종방향(218)을 따라서 연장된다.
제 1 섬유 세트(205')의 총 섬유 개수는 제 2 섬유 세트(205")의 총 섬유 개수보다 적다. 그 결과, 제 1 섬유 세트(205')는 제 2 섬유 세트(205")보다 작은 질량의 자기열량 재료를 구비한다.
이 설계 측정은 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(240)이 제 2 종방향(218)을 따라서 배향되는 것을 달성한다. 전술했듯이, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(240)의 결정은 도 5와 관련하여 정량적으로 설명된다.
도 3은 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소(300)의 추가 실시예를 도시한다.
도 2의 실시예에서와 같이, 모든 섬유(305', 305")는 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속하며, 제 1 섬유 세트(305')의 섬유는 모두 섬유 연장의 공통 제 1 종방향(314)을 따라서 연장되고 제 2 섬유 세트(305")의 섬유는 모두 제 1 종방향(314)에 수직인 섬유 연장의 공통 제 2 종방향(318)을 따라서 연장된다. 그러나, 본 실시예에서, 제 1 섬유 세트(305')의 섬유의 측방향 연장은 예를 들어 각각의 섬유의 종방향 연장에 평행한 표면 벡터를 갖는 그 횡단 표면적을 고려함으로서 결정되는 제 2 섬유 세트(305")의 섬유의 측방향 연장보다 적어도 두 배 더 작다.
이 설계에 의하면, 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(340)은 제 2 종방향(318)을 따라서 배향된다. 종축 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(340)의 배향 결정은 도 5와 관련하여 정량적으로 설명된다.
도시되지 않은 실시예에서, 제 1 섬유 세트의 섬유의 측방향 연장은 제 2 섬유 세트의 섬유의 측방향 연장보다 4배 내지 8배 작다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소(400a, 400b)의 두 개의 추가 실시예를 도시한다. 도시된 실시예의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 구조와 유사하다. 제 1 섬유 세트(405a', 405b')의 섬유는 상호 평행하게 연장되지만, 이전 실시예와는 대조적으로 직선적이지 않다. 이들 섬유는 그 종방향 연장을 따라서 곡선형, 코사인형(도 4a) 또는 톱니형(도 4b) 또는 지그재그형 라인 형상을 나타낸다. 제조 시에, 톱니 형상은 통상적으로 제 2 섬유 세트의 섬유(405b")와의 부착 지점에서 특정 곡률 반경으로 만들어진다.
따라서, 도 4a 및 도 4b에서의 이들 제 1 섬유 세트의 섬유에 대해서는 공통의 제 1 종방향이 없다. 대조적으로, 제 2 섬유 세트(405a", 405b")의 섬유는 직선 형상이며 섬유 연장(418a, 418b)의 공통 제 2 종방향을 갖는다.
종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(440a, 440b)은 양 실시예에서 제 2 종방향(418a, 418b)을 따라서 배향된다. 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(440a, 440b)의 배향 결정은 도 5와 관련하여 정량적으로 설명된다.
도시되지 않은 실시예에서는, 어떤 섬유도 상호 평행하게 배열되지 않으며, 따라서 공통적인 제 1 또는 제 2 종방향이 없다.
도 5는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소의 두 개의 단일 섬유(500, 510)의 실시예를 도시한다. 이들 섬유는 직선적이지 않으며, 따라서 고정된 종방향으로 연장된다고 말할 수 없다.
도 5는 자기열량 격자 요소에 대한 주 질량-가중 방향의 배향을 결정하는 개념을 도시한다. 결정은 섬유(500, 510)를 종방향 섬유 세그먼트(505, 515)로 분할하는 것을 포함하고, 각각의 종방향 섬유 세그먼트는 세그먼트 질량(m n )을 가지며 각각의 종방향 세그먼트 방향(
Figure 112018005691677-pct00007
)을 따라서 종방향 세그먼트 연장을 갖는다(n = 1,..,8). 다수의 섬유 세그먼트로의 이러한 분할은 자기열량 격자 요소의 컴퓨터 모델을 사용하는 현대의 컴퓨터-원용 설계(캐드) 도구에 의해 쉽게 달성될 수 있다. 분할은 특정 섬유를 그 종방향 연장을 따라서 다수의 섬유 세그먼트로 분해하는 역할을 한다. 종방향 연장을 따르는 세그먼트의 크기는 하기 요건을 사용하여 선택될 수 있다: 각각의 섬유 세그먼트에 대해서, 종방향 연장의 단일 방향이 결정되어야 한다. 최적의 분할은 각각의 섬유 세그먼트에 대한 종방향 연장의 정확한 방향을 제공한다. 그러나, 최적 분할의 달성이 요구되지 않을 수도 있으며, 각 방향의 결정에 있어서 특정 각도 범위의 부정확성이 허용될 수 있다.
자기열량 섬유의 재료 특성(체적당 질량) 및 섬유와 그 섬유 세그먼트, 이들 유한한 종방향 섬유 세그먼트(505, 515)의 기하학적 연장을 알면, 두 개의 섬유(500, 510)에 대한 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(540)은 하기 관계를 충족하는 방향(
Figure 112018005691677-pct00008
)을 찾아냄으로써 결정될 수 있다:
Figure 112018005691677-pct00009
이것은 식(1)이며 대응 변수들은 앞서 이미 설명했다.
따라서, 전술한 관계는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(540)이 정확히, 종방향 섬유 연장의 이 주 방향에 대한 모든 섬유 세그먼트의 각각의 종방향 세그먼트 연장의 모든 스칼라 투영의 가중 합계가 최대값을 갖는, 수학적 표현으로 길이 1의 벡터인, 모든 방향 중의 그 방향이라는 사실을 수학적으로 정의한다. 본 발명에 따르면, 정확히 하나의 이러한 방향이 존재한다. 도시를 단순화하기 위해, 종방향 섬유 세그먼트(n = 3) 및 대응 스칼라 투영(
Figure 112018005691677-pct00010
)에 대해서 단 하나의 스칼라 투영(550)이 도 5에 도시되어 있다.
다수의 종방향 섬유 섹션으로의 섬유 분할을 고려하면, 이러한 분할은 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 본질적으로 발견하기에 충분히 정밀하도록 선택된다. 유한한 개수의 종방향 섬유 섹션으로의 분할은 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 결정하기에 충분하다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소(600a, 600b, 600c, 600d)의 추가 실시예를 도시한다. 각각의 도면은 자기열량 격자 요소의 각각의 개략 단면도이며, 실척으로 도시되지 않는다. 특히, 종이 평면 내의 각각의 자기열량 격자 요소의 섬유의 개수는 통상적으로 도시된 각 섹션에 의해 커버되는 것보다 훨씬 크다. 또한, 도 6a 내지 도 6d의 도시도 각각은 각 도면의 종이 평면에 수직인 방향으로 이웃하는 두 개의 인접한 격자 평면만 커버한다. 실제 실시예는 이 방향으로 적층되는 훨씬 더 많은 개수의 격자 평면을 갖는다. 도시된 섹션의 그래픽 표현은 예시를 본 발명과 관련한 구조의 본질적인 특징으로 제한하기 위해 원형 외형을 갖는다. 따라서, 원형은 특정 적용 케이스에 적합한 임의의 외형을 가질 수 있는 각각의 자기열량 격자 요소의 실제 외형을 반드시 반영하지 않는다. 각각의 자기열량 격자 요소는 패킹된-스크린 타입 자기열량 격자 요소를 형성하며, 추가로 종이 평면에 수직인 방향으로 적층되는 격자 평면을 갖는다.
이들 실시예는 도 1에 도시된 자기열량 격자 요소(100)와 유사하다. 각각의 자기열량 격자 요소(600a, 600b, 600c, 600d)의 다공성, 즉 자기열량 격자 요소의 총 체적으로 나누어진 섬유들의 자기열량 재료의 체적 사이의 관계는 도 6a 내지 도 6d의 모두 네 개의 실시예에서 0.4764의 동일한 값에 달한다.
도 6a는 제 1 종방향(614a)과 제 2 종방향(618a) 사이의 격자 각도(620a)가 70°의 예각인 자기열량 격자 요소(600a)를 도시한다. 자기열량 격자 요소(600a)의 결과적인 마름모꼴 구조는 예리한 격자 각도(620a)의 이등분선을 따라서 배향되는 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향(630a)을 나타낸다. 섬유의 농담 계조(gray-scaled tone)는 수직 배열(도시되지 않음) 내의 섬유와 동일한 다공성의 대응 기준 자기열량 격자 요소의 경우보다 14% 작은, 자기열량 격자 요소(600a)의 탈자화 인자(N)를 가시화한다.
도 6b는 제 1 종방향(614b)과 제 2 종방향(618b) 사이의 격자 각도(620b)가 50°의 예각인, 자기열량 격자 요소(600b)의 다른 변형예를 도시한다. 자기열량 격자 요소(600b)의 결과적인 마름모꼴 구조는 예리한 격자 각도(620b)의 이등분선을 따라서 배향되는, 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향(630b)을 나타낸다. 섬유의 농담 계조는 도 6a의 자기열량 격자 요소와 비교하여 훨씬 더 감소되는, 즉 기준 자기열량 격자 요소의 경우보다 27% 작은, 자기열량 격자 요소(600b)의 탈자화 인자(N)를 나타낸다.
도 6c는 제 1 종방향(614c)과 제 2 종방향(618c) 사이의 격자 각도(620c)가 30°의 예각인, 자기열량 격자 요소(600c)의 추가 변형예를 도시한다. 자기열량 격자 요소(600c)의 결과적인 마름모꼴 구조는 예리한 격자 각도(620c)의 이등분선을 따라서 배향되는, 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향(630c)을 나타낸다. 섬유의 농담 계조는 도 6b의 자기열량 격자 요소와 비교하여 훨씬 더 감소되는, 즉 기준 자기열량 격자 요소의 경우보다 37% 작은, 자기열량 격자 요소(600c)의 탈자화 인자(N)를 나타낸다.
도 6d는 제 1 종방향(614d)과 제 2 종방향(618d) 사이의 격자 각도(620d)가 10°의 예각인, 자기열량 격자 요소(600d)를 도시한다. 자기열량 격자 요소(600d)의 결과적인 마름모꼴 구조는 예리한 격자 각도(620d)의 이등분선을 따라서 배향되는, 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향(630d)을 나타낸다. 농담 계조는 도 6c의 자기열량 격자 요소와 비교하여 훨씬 더 감소되는, 즉 기준 자기열량 격자 요소의 경우보다 43% 작은, 자기열량 격자 요소(600c)의 탈자화 인자(N)를 시각화한다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 작은 예리한 격자 각도가 자기열량 격자 요소에서 탈자화 효과의 강력한 감소를 달성하는 것을 보여준다. 한편, 격자 각도(620a, 620b, 620c, 620d)의 감소에 따른 탈자화에 관한 긍정적 효과는 냉각 장치 내의 각각의 자기열량 격자 요소(600a, 600b, 600c, 600d)의 기공을 통해서 안내되는 열전달 매체의 압력 손실의 증가를 수반한다. 높은 압력 손실은 일반적으로 바람직하지 않다. 특정 적용 시나리오에 최적으로 적합한 자기열량 격자 요소의 설계에서는 양 효과가 모두 고려되고 균형 잡혀야 한다.
도 7은 본 발명의 제 2 양태에 따른 자기열량 재생기(700)의 일 실시예를 도시한다. 자기열량 재생기(700)는 재생기 하우징(710), 상기 재생기 하우징(710) 내의 자기열량 격자 요소(720), 및 상기 자기열량 격자 요소(720)를 통한 유체(740)의 유동을 안내하도록 구성된 유체 채널 시스템(730)을 포함한다. 이 실시예에서, 자기열량 격자 요소(720)는 도 6a에 도시된 자기열량 격자 요소(600a)와 유사하다.
도 8은 본 발명의 제 3 양태에 따른 자기열량 히트 펌프(800)의 일 실시예를 도시한다. 자기열량 히트 펌프(800)는 자기열량 격자 요소(720)를 갖는 도 7에 도시된 자기열량 재생기(700), 및 자기열량 격자 요소(720)에 외부 자기장을 인가하기 위한 링-형상 회전 가능한 지지 구조물(도시되지 않음)에서의 자석 조립체(840, 840')를 포함한다. 자기열량 격자 요소(720) 및 자석 조립체(840, 840')는 자기열량 격자 요소(720)의 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(850)에 평행한 필드 방향(830)으로 자기열량 격자 요소(720)에 외부 자기장을 제공하도록 상호 배열된다. 자기장은 적어도 자기열량 격자 요소(720)가 취하는 체적에서 실질적으로 균일한 것이 바람직하다.
이 실시예에서, 자기열량 격자 요소(720)의 모든 섬유는 각각 동일한 질량의 자기열량 재료를 가지며, 자기열량 격자 요소(720) 및 자석 조립체(840, 840')는 제 1 종방향(824)과 제 2 종방향(826) 사이의 예리한 격자 각도(822)의 이등분선을 따라서 배향되는 필드 방향(830)으로 자기열량 격자 요소(720)에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성된다. 이등분선은 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향(850)을 따라서 배향된다.
도시되지 않은 유사한 실시예에서, 자기열량 격자 요소의 섬유의 제 1 종방향은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 종방향에 수직하며, 자기열량 격자 요소와 자석 조립체는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 형성하는 제 2 종방향을 따라서 배향되는 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성된다.
도 9는 본 발명의 제 4 양태에 따른 냉각 장치(900)의 일 실시예의 개략도이다. 냉각 장치(900)는 본 발명의 제 2 양태의 실시예에 따른 자기열량 재생기(920) 내에 배열되는, 본 발명의 제 1 양태에 따른 자기열량 격자 요소(910)를 포함한다. 자기열량 재생기(920)는 본 발명의 제 3 양태의 실시예에 따른 자기열량 히트 펌프(930) 내에 배치되며, 상기 히트 펌프는 작동 시에 냉각 장치(900)로부터 주위 환경으로 열을 펌핑하고 따라서 냉각 장치(900)를 효과적으로 냉각시킨다. 냉각 장치(900)로부터의 열 펌핑은 이미 전술했듯이 자기열량 격자 요소(910)의 자화 및 탈자화를 구비하는 프로세스 사이클을 포함한다.
도 10은 본 발명의 제 5 양태에 따른 자기열량 발전기(1000)의 일 실시예의 개략도이다. 자기열량 발전기(1000)는 자기열량 격자 요소(1030)를 가열 및 냉각하여 그 자기장을 주기적으로 변화시키도록 배열 및 구성되는 가열 저장조(1010) 및 냉각 저장조(1020)를 포함한다. 또한, 자기열량 발전기(1000)는 자기열량 격자 요소(1030)의 자기장 변화에 의해 유도되는 전류를 제공하기 위해 자기열량 격자 요소(1030)에 배치되는 영구 자석(1040)을 포함한다. 자기열량 격자 요소(1030)에서, 자기열량 재료의 섬유는 상호 평행하게 적층되는 격자 평면에 배열된다. 임의의 특정 격자 평면의 섬유는 상호 접촉하지 않지만, 특정 격자 평면의 섬유 각각은 다음 인접한 격자 평면의 적어도 두 개의 각각의 다른 섬유와 접촉한다. 자기열량 격자 요소는 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향을 나타낸다. 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 영구 자석(1040)의 필드 방향과 평행하다.
도 11은 본 발명의 제 6 양태에 따른 자기열량 히트 펌프 작동 방법의 일 실시예를 도시한다.
상기 방법은 본 발명의 제 1 양태에 따른 적어도 하나의 실시예에 따른 자기열량 격자 요소를 제공하는 제 1 단계(1110)를 포함한다.
상기 방법의 제 2 단계(1120)는 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자석 조립체를 제공하는 것이다.
최종 단계(1130)는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자기열량 격자 요소 및 자석 조립체의 배열이다.
요약하면, 본 발명은 자기열량 재료의 섬유에 의해 형성되는 자기열량 격자 요소에 관한 것이며, 상기 섬유는 각각의 평행한 격자 평면에 배열되고, 각각의 섬유는 자기열량 재료의 각각의 질량을 가지며, 특정 격자 평면의 섬유는 상호 접촉하지 않지만 특정 격자 평면의 각각의 섬유는 다음 인접한 격자 평면 내의 적어도 두 개의 섬유에 부착되고, 자기열량 격자 요소는 종방향 섬유 연장의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향을 나타낸다.
본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않는다. 특히, 본 발명은 섬유의 특정 형상의 사용, 또는 섬유 연장의 단 두 개의 종방향, 또는 냉각 장치를 갖는 자기열량 격자 요소의 사용에 국한되지 않는다. 본 발명은 또한 자석 조립체와의 조합에 국한되지 않는다.
청구범위 내의 모든 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (15)

  1. 자기열량(magnetocaloric) 재료의 섬유에 의해 형성되는 자기열량 격자 요소에 있어서,
    상기 섬유는 상호 평행한 격자 평면에 배열되고, 각각의 섬유는 각각의 질량의 자기열량 재료를 가지며,
    임의의 특정 격자 평면의 섬유는 상호 접촉하지 않지만 상기 특정 격자 평면의 섬유 각각은 다음 인접한 격자 평면의 적어도 두 개의 각각의 다른 섬유와 접촉하고,
    상기 자기열량 격자 요소는 종방향 섬유 연장(longitudinal fibre extension)의 정확히 하나의 주 질량-가중 방향(predominant mass-weighted direction)을 나타내고,
    각각의 섬유가 각각 세그먼트 질량 및 각각의 종방향 세그먼트 방향에 따른 종방향 세그먼트 연장을 갖는 다수의 종방향 섬유 세그먼트로 분할되는 것으로 간주되는 경우, 상기 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향은 종방향 섬유 연장의 이러한 주 방향에 대한 모든 섬유 세그먼트의 각각의 종방향 세그먼트 연장의 모든 스칼라 투영의 가중 합계(weighted sum)가 종방향 세그먼트 연장의 임의의 다른 방향에 대한 모든 섬유 세그먼트의 각각의 종방향 세그먼트 연장의 모든 스칼라 투영의 대응 가중 합계보다 크다는 요건에 의해 한정되며, 각각의 섬유 세그먼트는 그 각각의 세그먼트 질량에 비례하여 가중 합계로 가중되는
    자기열량 격자 요소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    모든 섬유는 제 1 또는 제 2 섬유 세트에 속하며, 제 1 섬유 세트의 섬유는 모두 공통되는 섬유 연장의 제 1 종방향을 따라서 연장되고, 제 2 섬유 세트의 섬유는 모두 제 1 종방향과 다른 공통되는 섬유 연장의 제 2 종방향을 따라서 연장되는
    자기열량 격자 요소.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 종방향과 상기 제 2 종방향 사이의 격자 각도는 5° 내지 85°의 예각인
    자기열량 격자 요소.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 섬유 세트는 상기 제 2 섬유 세트보다 작은 질량의 자기열량 재료를 포함하는
    자기열량 격자 요소.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 섬유 세트의 섬유 개수는 상기 제 2 섬유 세트의 섬유 개수보다 작은
    자기열량 격자 요소.
  6. 제 4 항에 있어서,
    각각의 섬유 세그먼트의 종방향 연장에 평행한 표면 벡터를 갖는 횡단 표면적을 고려할 때, 상기 제 1 섬유 세트는 상기 제 2 섬유 세트보다 적어도 두 배 더 작은
    자기열량 격자 요소.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유의 종방향 섬유 연장에 수직인 방향으로의 섬유 연장은 50 ㎛ 내지 800 ㎛인
    자기열량 격자 요소.
  8. 자기열량 재생기에 있어서,
    재생기 하우징,
    상기 재생기 하우징 내의, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 자기열량 격자 요소, 및
    상기 자기열량 격자 요소를 통한 유체의 유동을 안내하도록 구성된 유체 채널 시스템을 포함하는
    자기열량 재생기.
  9. 자기열량 히트 펌프에 있어서,
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 자기열량 격자 요소를 포함하고,
    상기 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자석 조립체를 추가로 포함하며,
    상기 자기열량 격자 요소와 상기 자석 조립체는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성되는
    자기열량 히트 펌프.
  10. 자기열량 히트 펌프에 있어서,
    제 8 항에 따른 자기열량 재생기를 포함하고,
    상기 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자석 조립체를 추가로 포함하며,
    상기 자기열량 격자 요소와 상기 자석 조립체는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성되는
    자기열량 히트 펌프.
  11. 자기열량 히트 펌프에 있어서,
    제 3 항에 따른 자기열량 격자 요소를 포함하고,
    상기 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자석 조립체를 추가로 포함하며,
    상기 자기열량 격자 요소와 상기 자석 조립체는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성되고,
    모든 섬유는 각각 동일한 질량의 자기열량 재료를 가지며, 상기 자기열량 격자 요소와 상기 자석 조립체는 제 1 종방향과 제 2 종방향 사이의 예리한 격자 각도의 이등분선을 따라서 배향되는(oriented) 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성되는
    자기열량 히트 펌프.
  12. 자기열량 히트 펌프에 있어서,
    제 4 항에 따른 자기열량 격자 요소를 포함하고,
    상기 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위한 자석 조립체를 추가로 포함하며,
    상기 자기열량 격자 요소와 상기 자석 조립체는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성되고,
    상기 제 1 종방향은 상기 제 2 종방향에 직교하며, 상기 자기열량 격자 요소와 상기 자석 조립체는 종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향을 형성하는 제 2 종방향을 따라서 배향되는 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 상호 배열되도록 구성되는
    자기열량 히트 펌프.
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 자기열량 격자 요소를 포함하는
    냉각 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 자기열량 격자 요소를 포함하는
    자기열량 발전기.
  15. 자기열량 히트 펌프를 작동시키는 방법에 있어서,
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 자기열량 격자 요소를 제공하는 단계;
    자석 조립체를 제공하고 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하는 단계;
    종방향 섬유 연장의 주 질량-가중 방향에 평행한 필드 방향으로 자기열량 격자 요소에 외부 자기장을 인가하기 위해 자기열량 격자 요소와 자석 조립체를 배열하는 단계를 포함하는
    자기열량 히트 펌프 작동 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7218988B2 (ja) * 2015-06-19 2023-02-07 マグネート ベー．フェー． パックスクリーン型磁気熱量素子
JP6486998B2 (ja) * 2017-08-10 2019-03-20 株式会社フジクラ 熱交換器及び磁気ヒートポンプ装置
CN111872356B (zh) * 2020-08-06 2021-12-03 上海大学 一种碳纤维增强的磁制冷功能合金复合材料制备装置与制备方法
CN112863846B (zh) * 2021-01-08 2022-12-09 哈尔滨工业大学 一种磁制冷机回热器的磁相变材料的制备方法及磁制冷循环系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030010473A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-16 Mitchell Matthew P. Foil structure for regenerators
US20030051774A1 (en) 2001-03-27 2003-03-20 Akiko Saito Magnetic material

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2898091A (en) * 1956-09-27 1959-08-04 Philips Corp Thermal regenerator
JPS5924188A (ja) * 1982-07-30 1984-02-07 Hitachi Ltd 蓄熱装置
JPH0315800Y2 (ko) * 1985-03-13 1991-04-05
JPH07101134B2 (ja) * 1988-02-02 1995-11-01 株式会社東芝 蓄熱材料および低温蓄熱器
JPH0792286B2 (ja) * 1988-02-02 1995-10-09 株式会社東芝 冷凍機
JPH0752542Y2 (ja) * 1988-02-26 1995-11-29 東芝設備機器株式会社 冷却器
US5332029A (en) * 1992-01-08 1994-07-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Regenerator
US5429177A (en) * 1993-07-09 1995-07-04 Sierra Regenators, Inc. Foil regenerator
US5593517A (en) * 1993-09-17 1997-01-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Regenerating material and refrigerator using the same
US5897963A (en) * 1995-01-10 1999-04-27 Composite Materials Technology, Inc. Composite wires and process of forming same
JPH1020591A (ja) 1996-06-28 1998-01-23 Sharp Corp 画像消去装置を備えた画像形成装置
EP0870814B1 (en) 1996-10-30 2002-06-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Cold accumulation material for ultra-low temperature, refrigerating machine using the material, and heat shield material
US6131644A (en) * 1998-03-31 2000-10-17 Advanced Mobile Telecommunication Technology Inc. Heat exchanger and method of producing the same
WO2000038831A1 (en) 1998-12-31 2000-07-06 Hexablock, Inc. Magneto absorbent
JP2001021245A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Irie Koken Kk 蓄冷材及び蓄冷器
JP4672160B2 (ja) * 2000-03-24 2011-04-20 株式会社東芝 蓄冷器およびそれを使用した蓄冷式冷凍機
US6680663B1 (en) * 2000-03-24 2004-01-20 Iowa State University Research Foundation, Inc. Permanent magnet structure for generation of magnetic fields
JP4303879B2 (ja) * 2000-10-02 2009-07-29 株式会社東芝 磁気冷凍装置
SE0102753D0 (sv) * 2001-08-17 2001-08-17 Abb Ab A fluid handling system
US6595004B1 (en) * 2002-04-19 2003-07-22 International Business Machines Corporation Apparatus and methods for performing switching in magnetic refrigeration systems using thermoelectric switches
US6825681B2 (en) * 2002-07-19 2004-11-30 Delta Design, Inc. Thermal control of a DUT using a thermal control substrate
US6732785B2 (en) * 2002-09-20 2004-05-11 Matthew P. Mitchell Tab joint in etched foil regenerator
CH695836A5 (fr) * 2002-12-24 2006-09-15 Ecole D Ingenieurs Du Canton D Procédé et dispositif pour générer en continu du froid et de la chaleur par effet magnetique.
DE602004019594D1 (de) 2003-03-28 2009-04-09 Toshiba Kk Magnetischer Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
US7148689B2 (en) * 2003-09-29 2006-12-12 General Electric Company Permanent magnet assembly with movable permanent body for main magnetic field adjustable
DE10354676B4 (de) * 2003-11-22 2006-12-21 Bruker Biospin Gmbh Magnetsystem mit flächenhafter, mehrlagiger Anordnung von Supraleiterdrähten
US7148777B2 (en) * 2004-02-03 2006-12-12 Astronautics Corporation Of America Permanent magnet assembly
FR2890158A1 (fr) * 2005-09-01 2007-03-02 Cooltech Applic Soc Par Action Generateur thermique a materiau magnetocalorique
WO2007048243A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 University Of Victoria Innovation And Development Corporation Shimmed active magnetic regenerator for use in thermodynamic devices
JP4842327B2 (ja) * 2005-11-10 2011-12-21 株式会社大宇エレクトロニクス 磁気冷凍機
US7628021B2 (en) * 2006-06-12 2009-12-08 Texas Instruments Incorporated Solid state heat pump
JP4649389B2 (ja) * 2006-09-28 2011-03-09 株式会社東芝 磁気冷凍デバイスおよび磁気冷凍方法
DE202007003576U1 (de) * 2006-12-01 2008-04-10 Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH Kühl- und/oder Gefriergerät
KR101088535B1 (ko) * 2007-02-12 2011-12-05 바쿰슈멜체 게엠베하 운트 코. 카게 자기 열교환용 물품 및 그 제조 방법
DE112007003401T5 (de) * 2007-12-27 2010-01-07 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Verbundgegenstand mit magnetokalorisch aktivem Material und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2009138822A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Article for magnetic heat exchange and methods for manufacturing an article for magnetic heat exchange
FR2936364B1 (fr) * 2008-09-25 2010-10-15 Cooltech Applications Element magnetocalorique
GB0903974D0 (en) 2009-03-09 2009-04-22 Univ Denmark Tech Dtu A parallel magnetic refrigeration assembly and a method of refrigeration
FR2948236B1 (fr) * 2009-07-20 2011-07-01 Commissariat Energie Atomique Corps main gauche, dispositif de guidage d'ondes et antenne utilisant ce corps, procede de fabrication de ce corps
US20110048031A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 General Electric Company Magneto-caloric regenerator system and method
JP5468424B2 (ja) * 2010-03-12 2014-04-09 住友重機械工業株式会社 蓄冷器、蓄冷式冷凍機、クライオポンプ、および冷凍装置
US9702594B2 (en) * 2010-06-07 2017-07-11 Aip Management, Llc Magnetocaloric refrigerator
JP5060602B2 (ja) * 2010-08-05 2012-10-31 株式会社東芝 磁気冷凍デバイスおよび磁気冷凍システム
JP5449104B2 (ja) * 2010-09-29 2014-03-19 株式会社東芝 熱交換容器ユニット、および熱サイクルユニット
EP2634511A4 (en) 2010-10-29 2014-07-09 Toshiba Kk HEAT EXCHANGERS AND MAGNETIC COOLING SYSTEM
JP2017533572A (ja) * 2011-03-30 2017-11-09 アンバチュア インコーポレイテッドＡＭＢＡＴＵＲＥ Ｉｎｃ． 非常に低い抵抗材料で形成された、電気的デバイス、機械的デバイス、コンピュータデバイス、および／または、他のデバイス
JP5338889B2 (ja) * 2011-04-28 2013-11-13 株式会社デンソー 磁気ヒートポンプシステム及び該システムを用いた空気調和装置
US8991170B2 (en) * 2011-05-01 2015-03-31 Thomas Mallory Sherlock Solar air conditioning heat pump with minimized dead volume
JP5665005B2 (ja) * 2011-05-17 2015-02-04 日産自動車株式会社 磁気冷暖房装置
JP5556739B2 (ja) * 2011-05-17 2014-07-23 株式会社デンソー 磁気ヒートポンプ装置
JP5966740B2 (ja) * 2011-09-14 2016-08-10 日産自動車株式会社 磁性構造体およびこれを用いた磁気冷暖房装置
WO2013147177A1 (ja) 2012-03-30 2013-10-03 株式会社 東芝 磁気冷凍用材料および磁気冷凍デバイス
EP2796811A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-29 Technical University of Denmark Magnetocaloric heat pump device, a heating or cooling system and a magnetocaloric heat pump assembly
SE538176C2 (sv) * 2014-09-23 2016-03-29 Tetra Laval Holdings & Finance Method and device for magnetising a packaging material, and packaging material magnetised with said method
CN104613671B (zh) * 2015-03-02 2016-08-31 天津商业大学 圆柱型活性蓄冷器
JP7218988B2 (ja) * 2015-06-19 2023-02-07 マグネート ベー．フェー． パックスクリーン型磁気熱量素子
EP3438568A4 (en) * 2016-03-31 2020-02-12 Fujikura Ltd. HEAT EXCHANGER AND MAGNETIC HEAT PUMP DEVICE
JP2018146154A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社フジクラ 熱交換器及び磁気ヒートポンプ装置
JP6486998B2 (ja) * 2017-08-10 2019-03-20 株式会社フジクラ 熱交換器及び磁気ヒートポンプ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030051774A1 (en) 2001-03-27 2003-03-20 Akiko Saito Magnetic material
US20030010473A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-16 Mitchell Matthew P. Foil structure for regenerators

Also Published As

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